(57)【要約】【課題】  電子写真式画像形成装置においては、内周面の一部もしくは全面に精密な電極パターンが形成されているつなぎ目の無いベルト（「シームレスベルト」と称する）を製造する方法。【解決手段】  熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料を使って筒状に成型加工する方法であって、成型用パイプの内外面の一部または全面に導電性材料層を形成し、その上から熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料を製膜して、成型用パイプを回転しながらランプ等の加熱手段によって昇温させてベルト状に成形すると共に電極パターンを構成する導電性材料層と電極的絶縁性の合成樹脂膜とを結合する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材料により構成したシームレスのベルト本体と、ベルト本体の内周面に形成され、導電性材料の電極パターンとを有することを特徴とするシームレスベルト。
【請求項２】
請求項１に記載のシームレスベルトにおいて、前記シームレスのベルト本体は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン、塩化ビニル、フタル酸、フェノール、エポキシ、メラミン、アクリル、フッ素、ポリカーボネートから選択された合成樹脂材料で構成されていることを特徴とするシームレスベルト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシームレスベルトにおいて、前記電極パターンは、合成樹脂材料中に金属粉又はカーボン粉を含む導電性材料で構成したことを特徴とするシームレスベルト。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のシームレスベルトにおいて、前記シームレスのベルト本体は電気的絶縁性のポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネートから選択された合成樹脂材料で構成され、前記電極パターンはカーボンを含有する導電性樹脂層で構成され、電子写真式画像形成装置の転写ベルト又は定着ベルトとして用いられることを特徴とするシームレスベルト。
【請求項５】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のシームレスベルトにおいて、前記シームレスのベルト本体は電気的絶縁性のポリイミド、ポリアミドイミド、シリコーンから選択された合成樹脂材料で構成され、前記電極パターンはカーボンを含有する導電性樹脂層で構成され、面状発熱体として用いられることを特徴とするシームレスベルト。
【請求項６】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のシームレスベルトにおいて、前記シームレスのベルト本体は導電性のポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネートから選択された合成樹脂材料で構成され、前記電極パターンはカーボンを含有する導電性樹脂層で構成され、当該電極パターンは、所定のパターン形状に配列された多数のドット状電極を有することを特徴とするシームレスベルト。
【請求項７】
内周面に導電性の電極パターンが形成されているシームレスベルトを製造する方法であって、
成型金型を用意し、その表面に、電極パターンを構成するための導電性材料層を形成する工程と、
前記導電性材料層上に、電気的絶縁性の合成樹脂材料層を形成する工程と、
加熱処理により、前記導電性材料層と合成樹脂材料層とを結合する工程と、
前記合成樹脂材料層を導電性材料層と共に金型から取り出す工程とを有することを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のシームレスベルトの製造方法において、前記導電性材料層は、印刷処理により、所定のパターン形状に形成されることを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のシームレスベルトの製造方法において、前記電気的絶縁性の合成樹脂材料として、有機溶剤中に熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が分散されているワニスを用い、前記導電性材料層上にワニス層を形成することを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のシームレスベルトの製造方法であって、前記ワニスは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン、塩化ビニル、フタル酸、フェノール、エポキシ、メラミン、アクリル、フッ素、ポリカーボネートおよびそれらの合成樹脂ワニスであることを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【請求項１１】
請求項７から１０までのいずれか１項に記載のシームレスベルトの製造方法において、前記導電性材料は、導電性材料として金属粉、カーボン、銀粉を含み、バインダーとしてポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリル、ポリエステル、ビニル、エポキシ、フッ素樹脂を含む導電性ペーストを用いることを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載のシームレスベルトの製造方法において、前記ワニスにとして、Ｎメチルピロリドン（ＮＭＰ）の溶剤中にポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂が分散されているワニスを用いることを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【請求項１３】
請求項７から１２までのいずれか１項に記載のシームレスベルトの製造方法において、前記成型金型は、アルミニューム、鉄、ステンレス、銅、黄銅から選択される金属材料により構成され、断面が円形のローラ、パイプ又はドラムとして構成されていることを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【請求項１４】
電気的絶縁性の合成樹脂材料により構成されシームレスのベルト本体と、ベルト本体上に形成され、導電性材料の電極パターンと、電極パターン上に形成され、電気的絶縁性の保護層とを有することを特徴とするシームレスベルト。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシームレスベルトにおいて、前記シームレスのベルト本体及び保護層は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン、塩化ビニル、フタル酸、フェノール、エポキシ、メラミン、アクリル、フッ素、ポリカーボネートから選択された合成樹脂材料により構成され、面状発熱体或いは電子写真式画像形成装置の転写ベルト又は定着ベルト、さらには通電転写記録の転写ベルトとして用いられることを特徴とするシームレスベルト。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のシームレスベルトの製造方法であって、
断面が円形のローラ、パイプ、又はドラム状の成型金型を用意し、その外周面に、溶剤中に熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が分散されたワニスを成膜する工程と、
前記ワニス膜上に電極パターンを構成するための導電性材料のパターンを印刷処理により成膜する工程と、
前記導電性材料のパターン上に、ワニス膜を成膜する工程と、
加熱処理により、前記導電性材料層とワニス膜とを結合する工程とを有することを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、内周面に電極パターンが形成されているシームレスベルト及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【０００３】  従来電子写真方式の複写機やプリンタに使用する転写ベルトは、内部に導電層を持たせる時には、ベルト成形後に導電性材料を付ける方法が取られていた。  またシート材から転写ベルトを作る場合は、シートの一方の面に予め導電性材料を設けて、その後熱、超音波、接着剤や接着テープ等でシートの両端を繋ぐ方法がある。  一般的な転写ベルトの製法を図１から図４を使用して説明する。【０００４】  図１は、成型用金型であるパイプ１の内周面に熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料２を製膜して、転写ベルトを製造する方法を示したものである。  まず第１工程として、材質が、アルミニューム、鉄、ステンレス、銅、黄銅等の金属製の成型用パイプ１を用意する。  次に第２工程として、その成型用パイプ１を回転しながらワニス供給用ノズル３を通して先端から成型用ワニス２を成型用パイプ１内に順次滴下２１していく。  通常ワニスと呼ばれる塗料２は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン、塩化ビニル、フタル酸、フェノール、エポキシ、メラミン、アクリル、フッ素、ポリカーボネートおよびそれらの合成樹脂ワニスである。  塗布が終わると、成型用パイプ１内面に未成型状態のワニス２２の膜が形成される。  さらに第３工程として成型用パイプ１を回転しながら、外部から赤外線ランプ等の加熱手段によって、化学的結合させ製膜させる。  第４工程として、製膜したベルト２３を取り出す。  さらに第５工程として、より高い温度の炉内で製膜したベルト２３を焼成させることもある。  （例えば、特許文献１を参照）【０００５】
【特許文献１】特許第３３７８２４４号公報
【０００６】  図２は、成型用パイプ１の外面に熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料２を製膜して、転写ベルトを製造する方法を示したものである。  まず第１工程として、材質が、アルミニューム、鉄、ステンレス、銅、黄銅等の金属製の成型用パイプ１を用意する。  次に第２工程として、その成型用パイプ１を回転しながらワニス供給用ノズル３を通して先端から成型用ワニス２を成型用パイプ１外に順次滴下２１していく。  通常ワニスと呼ばれる塗料２は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン、塩化ビニル、フタル酸、フェノール、エポキシ、メラミン、アクリル、フッ素、ポリカーボネートおよびそれらの合成樹脂ワニスであり、電気的絶縁膜を形成するのに好適である。  塗布が終わると、成型用パイプ１外面に未成型状態のワニス２２の膜が形成される。  さらに第３工程として成型用パイプ１を回転しながら、内部から赤外線ランプ等の加熱手段によって、化学的結合させ製膜させる。  第４工程として、製膜したベルト２３を取り出す。  さらに第５工程として、より高い温度で製膜したベルト２３を焼成させることもある。    （例えば、特許文献２を参照）【０００７】
【特許文献２】特許第１４４６５２７号（Ｐ１４４６５２７）
【０００８】  図３は、図１や図２の方法で成型したベルト内外面の一部もしくは内面全部に、導電性に金属粉、カーボン、銀粉など、フィラーとして半導性には金属酸化物、帯電防止剤でカーボンブラック、バインダーとしてポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリル、ポリエステル、ビニル、エポキシ、フッ素樹脂などを混ぜ合わせた導電性塗料５１を、従来技術として噴霧塗布やブラシ塗布等の方法によって電極層５を設けていた。【０００９】  また図４は、既に平膜状に成型されたシートの片面の一部もしくは内面全部に、導電性に金属粉、カーボン、銀粉など、フィラーとして半導性には金属酸化物、帯電防止剤でカーボンブラック、バインダーとしてポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリル、ポリエステル、ビニル、エポキシ、フッ素樹脂などを混ぜ合わせた導電性塗料５１を、噴霧塗布、ブラシ塗布あるいは各種印刷処理（凸版印刷、凹版印刷、平板印刷、グラビア印刷等）によって電極層５を設け、その後前記シートの端辺ＡとＢを熱、超音波、接着剤や接着テープ等で繋いで製造していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  成型用パイプ１の内外面に熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料２を製膜して製造した転写ベルトの場合は、ベルト内周面又は外周面の一部もしくは内面全部に電極層を設けることは、技術的に困難であった。すなわち、前記電極層５に精密なパターンが要求される時には、成型されたベルトが小径であればある程、前記均一な膜厚の電極パターンを形成するのは困難であった。
また既に片面に電極層を設けられたシートの両端をくっ付けてベルトに仕上げた場合は、かなり精密なパターンを設ける事が可能であるが、繋ぎ合わせ跡（シームと呼ぶ）が必ず出るので、当該シーム部分（つなぎ目部分）におけるトナー転写が良好に行われず、プリンタとしての画像品質の低下を免れない欠点があった。また、トナー像を定着する定着装置の定着ベルトとして用いる場合にも、シーム部分において定着不良が発生する問題があった。【００１１】電子写真式画像形成装置においては、内周面の一部もしくは全面に精密な電極パターンが形成されているつなぎ目の無いベルト（「シームレスベルト」と称する）を製造する方法が望まれる。
従って、【００１２】  本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、内周面に精密な電極パターンが形成されているシームレスベルト及びその製造方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明の目的は、電子写真式の画像形成装置に用いられる転写ベルトや定着ベルトとして好適なシームレスベルト及びその製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、面状発熱体として好適なシームレスベルトを提供することにある。
さらに、本発明の目的は、電極パターンが電気的絶縁性のフィルムによりサンドイッチされている３層構造のシームレスベルト及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  上記の目的を実現するため、本発明は、成型用パイプ１の内外面に熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニス塗料２を製膜してベルト状に成型させ、その後ベルト（形状を呼称する）の内外部の一部または全面に電極層を形成する製造方法ではなく、全く逆で先ず成型用金型１の外周面の一部または全面にパターン電極層（導電層）を形成し、その後熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料２を成膜してシームレスベルトのベルト状に成型し、電気的に絶縁性のベルト本体の内周面に電極パターンが形成されたシームレスベルトを製造する。
尚、電極パターンを形成する材料として、樹脂のバインダー中に金属粉やカーボンが含有されている導電性材料を用いれば、加熱処理により電極パターンを絶縁性のベルト本体に容易に結合することが可能である。【００１４】  すなわち本発明は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料２を使って筒状に成型加工する方法であって、成型用パイプ１の内外面の一部または全面に導電性材料層５１を形成し、その上から熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料２を製膜して、成型用パイプを回転しながらランプ等の加熱手段によって昇温させてベルト状に成形すると共に電極パターンを構成する導電性材料層と電極的絶縁性の合成樹脂膜とを結合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】  本発明によるシームレスベルトは、つなぎ目の無い電気的絶縁性のベルト本体の内周面に精密な電極パターンが形成されているため、電子写真式画像形成装置の転写ベルトや定着ベルトとして好適なシームレスベルトが実現される。
また、本発明によれば、成型金型の外周面上に印刷処理により電極パターンを形成し、電極パターン上に絶縁膜を形成して、加熱処理により電極パターンをベルト本体に結合しているので、小径のシームレスベルトの内周面に精密な電極パターンを形成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】      図５は、本発明の第１の実施例を示す図である。図５の第１工程として、材質が、アルミニューム、鉄、ステンレス、銅、黄銅等の金属製の断面が円形の成型用金型であるパイプ１を用意する。パイプ１の外周面には離型剤を塗布しておき、シームレスベルトが完成した後、成型金型から容易に取り出すことができるようにする。  次に第２工程として、そのパイプ１の外周面の一部もしくは全部に凸版印刷、凹版印刷、平板印刷あるいはグラビア印刷等で使用される版（パターン）を形成する。  次に第３工程として、前記版に印材のごとくに導電性塗料５１を、噴霧塗布、ブラシ塗布あるいはロールコーター等で塗布し、製膜する。  この時版（パターン）以外に付いた余分な塗料は、ブレードや布等で取り除く。尚、パイプ１の外周面に導電性材料層を直接形成することも可能である。また、導電性材料層を乾燥処理又は加熱処理して成膜して、その後ワニス層を形成してもよい。次に第４工程として、その成型用パイプ１を回転しながらワニス供給用ノズル３を通して先端から成型用ワニス２を成型用パイプ１外に順次滴下２１していく。  通常ワニスと呼ばれる塗料２は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン、塩化ビニル、フタル酸、フェノール、エポキシ、メラミン、アクリル、フッ素、ポリカーボネートが溶剤中に分散した合成樹脂ワニスである。  塗布が終わると、成型用パイプ１外面に未成型状態のワニス２２の膜が形成される。  さらに第５工程として成型用パイプ１を回転しながら、内部から赤外線ランプ等の加熱手段によって、化学的結合させ、電極パターンを構成する導電性材料層とワニス膜とを結合すると共に製膜させる。第６工程として、製膜したベルト２３を取り出す。  さらに第７工程として、より高い温度で製膜したベルト２３を焼成させることもある。図７は、本実施例で得られたベルトを示す。また図８は、本実施例で使った成型用パイプ１を示す。【００１７】  図６は、本発明の第２の実施例を示す図である。図６の第１工程として、材質が、アルミニューム、鉄、ステンレス、銅、黄銅等の金属製の断面が円形の成型用金型であるパイプ１を用意する。パイプ１の内周面には離型剤を塗布しておき、シームレスベルトが完成した後、成型金型から容易に取り出すことができるようにする。  次に第２工程として、そのパイプ１の内周面の一部もしくは全部に凸版印刷、凹版印刷、平板印刷あるいはグラビア印刷等で使用される版（パターン）を形成する。  次に第３工程として、前記版に印材のごとくに導電性塗料５１を、噴霧塗布、ブラシ塗布あるいはロールコーター等で塗布し、製膜する。  この時版（パターン）以外に付いた余分な塗料は、ブレードや布等で取り除く。尚、パイプ１の内周面に導電性材料層を直接形成することも可能である。また、導電性材料層を乾燥処理又は加熱処理して成膜して、その後ワニス層を形成してもよい。次に第４工程として、その成型用パイプ１を回転しながらワニス供給用ノズル３を通して先端から成型用ワニス２を成型用パイプ１内に順次滴下２１していく。  通常ワニスと呼ばれる塗料２は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン、塩化ビニル、フタル酸、フェノール、エポキシ、メラミン、アクリル、フッ素、ポリカーボネートが溶剤中に分散した合成樹脂ワニスである。  塗布が終わると、成型用パイプ１内面に未成型状態のワニス２２の膜が形成される。  さらに第５工程として成型用パイプ１を回転しながら、外部から赤外線ランプ等の加熱手段によって、化学的結合させ、電極パターンを構成する導電性材料層とワニス膜とを結合すると共に製膜させる。第６工程として、製膜したベルト２３を取り出す。  さらに第７工程として、より高い温度で製膜したベルト２３を焼成させることもある。【００１８】  次に、通電転写記録方式の転写ベルトについて説明する。通電転写記録方式の画像記録装置では、電極ヘッドと記録紙との間に配置したインクリボン（熱溶融性や熱昇華性インク層を含むリボン）の基材である導電層の裏面に電流を流すことで局所的に発生する熱によって画像記録が行われている。この通電転写記録方式において、導電層の内周面にドット状の電極パターンが形成されている小径のシームレスベルトを配置して転写ベルトとして用いることができる。この場合ベルト本体は、電気的絶縁性ではなく、数ＫΩ〜数１００ＭΩ・ｃｍの導電性（一般に中・高抵抗性）とし、ベルト本体の内周面に微細なドット状電極パターンを形成する必要がある。この場合、金属粉やカーボンブラックを含有するワニスを用いてベルト本体を形成することにより、通電転写記録に好適な抵抗値の導電性の転写ベルトを製造することが可能である。特に、印刷処理により高分解能のドットパターンを金型の外周面に形成することができるので、極めて好適である。【００１９】
【特許文献３】特開２００４−２３７６３７
【００２０】  本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、電極パターンが電気的絶縁性膜によりサンドウィッチされた３層構造のシームレスベルトを製造することも可能である。この場合、成型金型に第１のワニス膜を形成し、その後ワニス膜上に電極パターンを形成し、電極パターン上に第２のワニス膜を形成し、これら３層の材料層を加熱処理によりベルト状に結合することも可能である。この３層構造のシームレスベルトは、電子写真式画像形成装置の転写ベルトや定着ベルトに好適である。特に、ワニスとして、Ｎメチルピロリドンの溶剤中にポリイミド樹脂が分散されたワニスを用いれば、優れた耐熱性及び化学的安定性を有するシームレスベルトが実現されるため、転写ベルトや定着ベルトとして好適である。【００２１】  さらに、上述した実施例では、シームレスのベルト本体の内周面に電極パターンを形成したが、内周面だけでなく外周面にも電極パターンを形成することが可能である。この場合、成型金型に第１の電極パターンを成膜して、その上にワニス膜を形成し、ワニス膜上に第２の電極パターンを印刷処理により形成し、その後加熱処理により電極パターンとワニス膜とを結合することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】成型用パイプ１の内面に熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料２を製膜して転写ベルトを製造する方法を示す線図である。
【図２】成型用パイプ１の外面に熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶かした通常ワニスと呼ばれる塗料２を製膜して転写ベルトを製造する方法を表面線図である。
【図３】ベルト内面の一部もしくは内面全部に導電性塗料を、噴霧塗布によって電極層を設ける従来技術を示す線図である。
【図４】既に片面に導電層を設けられたシートの両端をくっ付けてベルトに仕上げる従来技術を説明するための線図である。
【図５】本発明による第１実施例のベルトの製造方法を示す線図である。
【図６】本発明による第２実施例のベルトの製造方法を示す線図である。
【図７】本発明による第１実施例のベルトを示す線図である。
【図８】本発明による第１実施例で使う成型用パイプ１を示す線図である。
【符号の説明】
【００２３】  １  成型用パイプ
２  成型用ワニス
３  ワニス供給用ノズル
４  成型用パイプ熱手段
５  電極（導電層）
１１  表面に印刷パターン化したパイプ
２１  ノズルより滴下されるワニス
２２  成型パイプ上に均されたワニス
２３  成型後のベルト
５１…導電性塗料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007323031.tif 000009
【図８】
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